論文の概要: Photon Efficiency of High-Dimensional Quantum Key Distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.21018v1
- Date: Wed, 20 May 2026 10:50:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.631198
- Title: Photon Efficiency of High-Dimensional Quantum Key Distribution
- Title（参考訳）: 高次元量子鍵分布の光子効率
- Authors: Vera Uzunova, Marcin Jarzyna,
- Abstract要約: 本稿では,各光子対を用いて複数の量子ビットを符号化し,弱い信号を最適に利用するシナリオに着目した。
有限交絡光子対生成確率に対して最適効率が得られることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6875312133832078
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate entanglement-based quantum key distribution protocols, with particular emphasis on their efficiency under realistic conditions of satellite quantum communications, where performance is limited by the low power of a received signal and background radiation. We focus on scenarios where each photon pair is used to encode multiple qubits in order to optimally utilize the weak signal. By optimizing over the source intensity and the number of encoded qubits we study the theoretical information limit for the QKD efficiency. We show that the optimal efficiency is attained for finite entangled photons pair production probability which is in contrast to conventional communication efficiency maximized in the limit of vanishing signal strength. The multiqubit encoding can enhance the secret key rate by up to an order of magnitude compared to single-qubit schemes.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、衛星量子通信の現実的な条件下では、受信信号の低消費電力と背景放射によって性能が制限される、絡み合いに基づく量子鍵分布プロトコルについて検討する。
本稿では,各光子対を用いて複数の量子ビットを符号化し,弱い信号を最適に利用するシナリオに着目した。
情報源強度と符号化量子ビット数の最適化により、QKD効率の理論情報限界について検討する。
信号強度の限界で最大化される従来の通信効率とは対照的な,有限絡み合った光子対生成確率に対して最適な効率が得られることを示す。
マルチキュービット符号化は、単一キュービット方式と比較して最大1桁の秘密鍵レートを向上させることができる。
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